当x2?x?x3,若k3?k4?...?kn为偶数,则f(x)?0,若k3?k4?...?kn为奇数,则f(x)?0。可见,若k2为偶数,则f(x)在(x1,x2)和(x2,x3)符号不变。若k2为奇数,则f(x)在(x1,x2)和(x2,x3)符号变化。 依次类推,可以讨论f(x)在各个区间的符号。 我们将规则归纳为一句简单的话:奇穿偶回。
解题过程中只要将各个区间函数值符号标号,就能顺利解出不等式解集。例4、解不等式(x?1)(x?2)(x?3)(x?4)(x?5)?0。 解答:如图1
12345
图1 不等式解集为:(1,2)?(3,4)?(5,??)。
例5、解不等式x2(x?1)3(x?2)2(x?3)5(x?4)2?0。 解答:如图2
01234
图2 不等式解集为:[1,3]。 5、分式不等式
x?x1x?x?0(?0,?0,?0)的解。 2不妨设x1?x2。同样用零点分界法,我们易得:
x?x1x?x?0?x?xx?x11,x?x2;?0?x?x1,x?x2 2x?x2x?x1x?x?0?xx?x11?x?x2;?0?x1?x?x2 2x?x2
6
6、分式不等式
f(x)>a,(a 0)的g(x)
x2?3x?3例6、求解不等式2?1。
x?4x?3解答:如图3
x2?3x?3x2?3x?3x2?3x?3?(x2?4x?3)7x?67x?6?1??1?0????02222x?4x?3x?4x?3x?4x?3x?4x?3(x?1)(x?3)6/713
图3
6不等式解集为(,1)?(3,??)。
7
3x2?3x?5?x?1。 例7、求解不等式
x解答:
3x2?3x?53x2?3x?53x2?3x?5?x(x?1)2x2?4x?5?x?1??(x?1)?0???0xxxx由于(?4)2?4?2?5??24?0,2x2?4x?5?0恒成立。于是,不等式解为(0,??)
1?4。 x例8、求解不等式x?1x2?1x2?4x?1?4?0??0 解答:x??4?xxx 7
x2?4x?1?0两根为x1?2?3,x2?2?3。
如图4
02-sqrt(3)2+sqrt(3)
图4
不等式解集为(0,2?3)?(2?3,??)。 7、解绝对值不等式
①几何法(图像法);②定义法(零点分段法);③两边平方④公式法: |f(x)|?g(x)?f(x)??g(x)或f(x)?g(x) |f(x)|?g(x)??g(x)?f(x)?g(x) 例9、求解不等式|x?2|?|3x?6|?9 解答:用定义法(零点分段法) (1)若x??2,则
|x?2|?|3x?6|??x?2?3x?6??4x?4?9?x??54,于是,x??2。 (2)若?2?x?2,则
|x?2|?|3x?6|?x?2?3x?6??2x?8?9?x??12,
于是,?2?x??12。
(3)若x?2,则
|x?2|?|3x?6|?x?2?3x?6?4x?4?9?x?134 于是,x?134。
8
113这样,我们便求得不等式解集为(??,?]?[,??)。
248、两个不等式相乘时,必须注意同向同正时才能相乘,即同向同正可乘;同时要注意“同号可倒”,即a?b?0?1111?, a?b?0??。 abab事实上,a?b?0?ab11ab11??0???0,a?b?0???0???0 ababbaababba9、常用的几个不等式
①绝对值不等式:a?b?a?b?a?b,而且前后两不等式必然有一个取等号。 证明:
a?b?a?b?a?b?a?b?a?b?(a?b)2 ?|a|2?2|a||b|?|b|2?a2?2ab?b2?|a|2?2|a||b|?|b|2
??|a||b|??ab?|a||b|22显然成立。并且由于不等式?|a||b|??ab?|a||b|中前后两个必然有一个取等号,因此,原不等式中前后两个必然有一个取等号。
不等式a?b?a?b?a?b??|a||b|?ab?|a||b|中,当?|a||b|?ab时,即ab?0时,前一个取等号,当|a||b|?ab时,即ab?0时,后一个不等式取等号。
不等式a?b?a?b?a?b??|a||b|??ab?|a||b|中,当?|a||b|??ab时,即ab?0时,前一个取等号,当|a||b|??ab时,即ab?0时,后一个不等式取等号。
绝对值不等式的一般情形是:|?ak|??|ak|,n?N?,ai?R,并且当且
k?1k?1nn仅当ak,k?1,2,3......,n或同号,或为0时,取等号。 证明:
|?ak|??|ak|?|?ak|?(?|ak|)??a?2222kk?1k?1k?1k?1k?1nnnnn1?p?q?n?apaq??ak2?2k?1n1?p?q?n?|ap||aq| ?
1?p?q?n?apaq?1?p?q?n?
|ap||aq|9
不等式显然成立,并且当且仅当apaq?|apaq|,?1?p?q?n,即apaq?0时,不等式取得等号。即a1,a2,......,an或为0,或同号。
复数意义下的绝对值不等式:|?ak|??|ak|,n?N?,ai?C,并且当且
k?1k?1nn仅当ak,k?1,2,3......,n或为0,或幅角相同时,取等号。这里,复数的绝对值应该理解为复数的模。 证明:
|?ak|??|ak|?|?ak|?(?|ak|)??a?222kk?1k?1k?1k?1k?1nnnnn1?p?q?n?2apaq?apaq??ak?2k?1n1?p?q?n?|ap||aq| ?1?p?q?n?apaq?apaq?21?p?q?n?|ap||aq|不等式显然成立。并且当且仅当apaq?apaq?2|ap||aq|时,1?p?q?n取等号。这样,或者ap?0或aq?0,或者ap?0,aq?0,设ap?rpep,aq?rqeq, 则apaq?apaq?ap?rpe?i?pi?i?rqeq?rpeprqei?i??i?q?2rprqcos(?p??q)?2rprq,
cos(?p??q)?1,?p??q?2k?,即ap,aq幅角相同。
这样,不等式要取等号,a1,a2,......,an或者有些为零,或者幅角相同,即不为零的幅角都相同。
22a?b?a?b?ab?2(当且仅当a?b时取等号) 。 ②若a,b?0,221?1ab证明:a?b?ab为均值不等式,已证明过,并且当且仅当a?b时,取等号。
21?111于是,ab?11?1,即ab?1?2,并且当且仅当?,即
1?11?12ababababab2a?b时,取等号。
2a?b?ab?(a?b)?ab?a2?2ab?b2?4ab2422 ?a?b?2ab?2(a2?b2)?a2?2ab?b2?(a?b)2
2222(a?b)2a?ba?b ????a?b2422 10